JPH0446236A - 制振ばね - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電子・電気機器等に広く用いられているば
ねに関し、特にばねの制振性に関する。

［従来の技術］ ばね性を持つ金属材料には２例えばりん青銅やステンレ
ス等があり、各種スプリングやコネクタスイッチ等、電
子・電気機器の部品をはじめとして幅広（使用されてい
る。

これらの中で、ばね部材に保持される構造を持つ部品、
あるいはモーター等振動する部品と組み合わせて使用さ
れる部品２例えば電気回路等に使用されるリレー装置の
接点や、コンピュータに使用される磁気ディスク装置の
磁気ヘッドは、振動が生じた場合その振動を減衰させる
必要がある。

特に近年の軽薄短小指向による部品の小型化により、そ
れを構成する各部材はますます精巧になっており、ばね
部材の微小な振動が装置全体に重大な悪影響を及ぼす恐
れがあり、その振動を最小限に抑えるとともに速やかに
停止させなければならない。

第１図は磁気ディスク装置の一種であるフロッピーディ
スク装置の磁気ヘッド部分を示す部分断面図である。図
において、（１）は磁気ディスク装置に挿入されたフロ
ッピーディスク、（２）はこのフロッピーディスク（１
）に近接し、データの書き込みまたは消去を行う磁気ヘ
ッドを有するヘッドスライダ、（３）はこのヘッドスラ
イダ（２）を支持する支持片で、ばね性を有し、ジンバ
ルばねと呼ばれる。この支持片（３）は板厚０１〜０．
１５ｍｍのベリリウム銅等の銅合金もしくはステンレス
等のばね性のある板材をエツチングして作られる。

従来のフロッピーディスク装置、特に磁気ヘッド部分は
以上のように構成され、アクチュエータや位置決め装置
により正確に定められたフロッピーディスクのトラック
上をアクセスし、ディスクの回転と組み合わされて情報
の記録再生が行われる。

さて、フロッピーディスク装置の磁気ヘッドはディスク
の振れや磁気へ・７ドのアクセス動作等により振動を受
ける。この振動を和らげるために磁気ヘッドはばね性を
有する支持片に支持されている。

［発明が解決しようとする課題］ 例えば上記のフロッピーディスク装置においては、装置
自体が引き起こす振動により、騒音を起こ１７たり、デ
ータの読み取りや書き込みの際にエラーが生じる恐れが
ある。また、フロッピーディスク装置以外の場合も、振
動により騒音や電気的ノイズが生じたり、その振動が停
止しないと正しく動作しないためにレスポンスが遅いと
いうような問題を抱えていた。

ばね性を持つ金属材料は外部応力により歪んだ後、振動
を繰り返し徐々減衰しながら元の状態に戻る。しかしな
がらその縦弾性係数が大きいため減衰率が小さく１元の
状態に戻るまでに要する時間は決して充分に短いもので
はなかった。

しかしながら上記のような従来のばねにおいては制振性
について全く考慮されていないか、あるいは考慮されて
いたとしても振動を減衰させるためにばね部材にゴム系
等の防振材を取り付けるといった方法を採っており、防
振材の重量骨重くなるためさらにレスポンスが遅くなり
、ばね性も悪くなってしまう。また、このような防振材
を取り付けることが構造上不可能な部品の場合、ばね材
料の選択または部材の状態等の構造の工夫によりばね性
を犠牲にして振動を最小限に抑えるという方法を採らざ
るを得なかった。

この発明は上記のような問題を解説するためになされた
もので、ばね性を犠牲にすることな〈従来より大きい減
衰率を有するばねを得ることを目的とする。

１−課題を解決するための手段１ この発明による制振ばねは、ステンレス母材の表面に鉛
の重重比率が１０％以上のはんだ被覆層を有する構造か
らなるものである。

またこの発明の別の発明による制振ばねは、ステンレス
母材の表面にニッケルの被覆層を有し。

さらにその−Ｆに鉛の重量比率が１０％以上のはんだの
被覆層を有する構造からなるものである。

１作用］ この発明による制振ばねは、縦弾性係数が大きく、ばね
性を有するステンレス母材に、柔らかくて縦弾性係数が
小さく延性に富むはんだの被覆層を設けたものである。

従って、この部材に振動が加わると、縦弾性係数が大き
いステンレスの母材は加振力に対して大きな変形を示そ
うとし、かつ振動を継続しようどする応力が加わるので
振動の減資は小さい。これに対し縦弾性係数が小さい表
面被覆層のはんだは加振力に対する変形を小さく抑えよ
うと働き、仮に弾性限界を超える加振力が加わったとし
ても、その振動はすくに減衰される。

上記の減衰効果を発揮するには、はんだの組成は少なく
とも１０％以上のＰｂを有していることが必要であり、
望ましくは４５％以上のＰｂを含有する方が良い。また
、はんだ被覆層の厚さに関しては、厚い方が大きな減衰
効果を得られるものの、厚すぎるとばね性を失い易く、
逆に薄い場合は減衰効果が期待できない。従って被覆層
の厚さは母材の厚さの１％以上１０％以下であることが
望ましい。

ところで、母材であるステンレスの表面；こは非常に薄
い酸化被膜が形成されており、この酸化被膜は一般的に
金属のぬれ性が悪い。ステンレスの主成分であるＦｅは
８族の元素であり、同族の元素であれば相互拡散により
強固に密着するが、はんだの主成分のＳ＋＋とｐｂは４
族の元素であるため密着性が良くない。そのためステン
レス母材にはんだ被覆層を設ける際には、予め表面酸化
被膜をホウフッ酸等で溶かしてしまうか、切削加工して
取り除かないとはんだが剥離してしまう。しかし、はん
だ被覆層の下にＩｌｉ被覆層を設けると上記のような表
面処理を施さなくてもはんだ被覆層の剥離は防止できる
。なぜならばＮｉはＦｅと同じ８族の元素であり、ステ
ンレスの酸化皮膜と相互拡散を起こしやすく密着性が良
い上、Ｎｉとはんだも密着性に優れるためである。

Ｎｉ層の厚さは厚くするほどはんだ被覆層による減衰効
果が少なくなるので、３μｍ以下であることが好ましく
、剥離防止効果が現れる０、０５μｍ以上必要である。

［実施例］ この発明のばねの減衰効果を確認するため、　Ｃｒ２Ｏ
％ｒ　Ｌｌ、０％、残部Ｆｅからなる厚さＯ，１０ｍ霧
のステンレス材を７會■Ｘ　５０ｍ−の寸法に切断した
ものを試料として、実験を行った。

まず、試料片の表面の酸化膜をホウフッ酸浴に浸析させ
て取り除いた後、ｌ・３・５・１０μｍと４通りの厚さ
のはんだめっきを施し、これと棟材の減衰係数を測定し
た。この結果を第１表に示す。なお、はんだの組成は５
ｎ６０％・Ｐｂ２Ｏ％とした。

第１表 次に、上記試料片にＰｂの比率が１０・２５・４０％の
はんだめっきを施し、それぞれの減衰係数を測定した。

その結果を第２表に示す。なお、はんだめっきの厚さは
５μｍとした。

第２表 また２　シンクロスコープを用いて測定した本発明の実
施例のうち５ｎ６０％・Ｐｂ４０％からなるはんだの被
覆層を３μｍ設けた試料片の減衰波形を第２図に示し、
比較例として棟材の減衰波形を第３図に示す。

以上のようにこの発明の制振ばねとしての効果が確認で
きたので、制振ばねを用いた応用例としてパーソナルコ
ンピュータ等に搭載されているフロッピーディスク装置
のヘッドを保持するばね部材に本発明の制振ばねを用い
た場合について、その性能を比較した。従来のフロッピ
ーディスク装置のヘッドを保持するばね部材は５ＵＳ３
０４と呼ばれるステンレスの棟材が用いられているもの
があり本実施例ではＳ［ｌ５３０４にはんだ被覆層を設
けたものをヘッドを保持するばね部材として用い、はん
だ被覆層を設けていないばね部材を用いた従来のフロッ
ピーディスク装置と比較した。

フロッピーディスク装置においてヘッドを保持するばね
部材の減衰係数が大きくなることにより期待できること
は、読み取りおよび書き込みのエラーを激減させられる
ことと、ヘッドの振動による騒音を小さくできることで
ある。読み取りおよび書き込みのエラーを測定するのは
非常に困難であるため１本実施例においては、ヘッドの
振動によるフロッピーディスク装置の騒音の測定の８を
おこなった。

測定にはＪＩＳ規格による指示騒音計（ＣＩ　５０２）
を用い２Ｍ音レベルが低いため暗騒音を測定し、その影
響を考慮して補正値を求めた。その結果を第３表に示す
。

第３表 このようにフロッピーディスク装置のヘッド部を支持す
るばね部材にはんだ被覆層を設けることによって、ヘッ
ド部に生じた振動が速やかに減衰することが、フロッピ
ーディスク装置が発生する騒音レベルの減少からも確認
できた。

ところで２上記説明のようにこの発明によれば充分な制
振効果が得られるが、長期にわたってその効果を持続さ
せるためには、ステンレス材とはんだ被覆層の密着性を
より強固にすれば良く、この発明の別の発明として提案
する。

以下、この発明の他の発明について実施例を示して説明
する。

母材のステンレスの表面に形成されている酸化膜は、ホ
ウフッ酸に浸析させても微量残存しており、劣化の原因
となっている。ステンレス母材とはんだ被覆層との密着
信頼性を上げるには、ステンレス母材の表面に形成され
ている酸化膜と、はんだ両者との密着性に優れた被覆層
を母材とはんだ被覆層との間に設ければ良い。当該被覆
層としてはＪ−記酸化膜との密着性に優れるＮｉが挙げ
られる。

これを確認するため、上記試料片にＸｉ被覆層をＧ、２
μ藏施【２．その上にＳｒ＋６０％・Ｐｂ４０％からな
るはんだ被覆層を５μ書設け、これを１５０℃で５００
時間加熱して被覆層の密着性を測定した。測定方法は加
熱の前後での９０’曲げ試験を行い、はんだ被覆層の剥
離の有無を調べるという方法を採った。その結果を第４
表に示す。

第４表 第２表のように、はんだ被覆層の下にＸｉ被覆層を設け
ると、加熱前・加熱後ともに９０°曲げによる剥離を起
こさない、極めて密着性の良いはんだ被覆層をもった制
振ばねが得られることを確認できた。

なお上記説明でははんだの組成として、錫−鉛合金につ
いて述べたが、一般に錫−鉛合金に他の金属元素を添加
してなるはんだについても本発明は適用可能である。他
の添加元素としては、亜鉛アンチモン−ビスマス・カル
シウム・水銀・カドミウム等が一般的であり、上記説明
のはんだ組成にすることを妨げない。

また母材であるステンレス材は、上記実施例では組成が
、　Ｃｒ２Ｏ％、　ＮｉｌＯ％、桟部Ｆｅであるステン
レス材を用いたが１本発明による制振ばねの母材の組成
はこれに限ったものではなく、全てのステンレス材を適
用することができる。

［発明の効果１ 以ト説明したようにこの発明によれば、ばねの制振性に
優れるので２有害な振動を速やかに減衰し、振動がもた
らす種々の悪影響を効果的に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はフロッピーディスク装置の磁気へ、ド部分を示
す部分断面図、第２図は本発明の一実施第１図 ある。 図において（３）は支持片である。 ３：支持片

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステンレスを母材とし、その表面に鉛の重量比率
   が１０％以上のはんだの被覆層を有することを特徴とす
   る制振ばね。
2. （２）ステンレスを母材とし、その表面にニッケルの被
   覆層を有し、さらにその上に鉛の重量比率が１０％以上
   のはんだの被覆層を有することを特徴とする制振ばね。